한국재료연구원(KIMS)은 복합재료연구본부 기능복합재료연구실 김태훈 박사 연구팀이 인하대 양승재 교수 연구팀과 함께 높은 에너지 저장기능과 고강도 특성을 동시에 지닌 다기능성 탄소나노튜브 섬유를 개발했다고 10일 밝혔다. 연구팀은 탄소나노튜브 섬유에 표면처리를 한 뒤 다공성 탄소를 성장시켜 고강도 섬유형 슈퍼 커패시터(super capacitor, 리튬이차전지보다 저장용량이 적지만, 충·방전을 매우 빠르게 할 수 있는 에너지 저장장치)를 제작했다.
이를 통해 탄소나노튜브 섬유의 강도를 유지하면서 동시에 에너지 저장 특성까지 가진 새로운 섬유형 소재를 합성할 수 있었다.
현재 사용 중인 에너지 저장 소재는 고강도 또는 고에너지 저장기능 중 한 가지 특성만을 가지고 있는 경우가 대부분이다.
이번에 개발된 다기능성 탄소나노튜브 섬유 기술은 경량화가 요구되는 전기자동차, 드론, 우주·항공 분야에서 특히 활용도가 높을 것으로 기대된다.
탄소나노튜브 섬유는 차세대 신소재로 주목받지만, 실제 양산을 통해 제품에 적용하는 기업은 미국에 단 한 곳만 존재하는 실정이다.
재료연은 향후 다기능 탄소나노튜브 섬유 개발 기술 국산화에 의한 향후 수입 대체 효과 등을 기대한다. 연구 책임자인 재료연 김태훈 박사는 "다기능성 탄소나노튜브 섬유를 활용할 경우 드론 등 미래 모빌리티 주행거리 향상에도 많은 도움을 줄 것"이라며 "향후 에너지 저장 소재뿐만 아니라 경량·고강도·고전도성 특성이 있어야 하는 우주·항공·국방 분야에도 적용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
이번 연구 결과는 세계적 학술지로 알려진 사이언스의 자매지 '사이언스 어드밴시스'에 지난 5일자로 게재됐다.